Устройство водоотводящих сетей: колодцы и камеры

3.1 Выбор материала труб и  коллекторов

 

Выбор труб для строительства  сетей определяется видом водоотводящей  сети, геологическими и гидрогеологическими  условиями, объемом стоков, качественным и количественным составом загрязнений.

Для дождевых и бытовых  внешних безнапорных сетей чаще всего используют трубы асбестоцементные, бетонные, железобетонные, керамические и пластмассовые. Для напорных линий  применяют стальные, чугунные, напорные железобетонные, асбестоцементные и  пластмассовые трубы.

Для транспортирования агрессивных  жидкостей (кислот, щелочей) рекомендуется  использовать керамические и стеклянные трубы. При строительстве внутриквартальной  сети в основном применяются асбестоцементные трубы. Для отведения поверхностного стока наиболее предпочтительны  железобетонные трубы.

3.2 Соединения труб

 

Бетонные и  железобетонные трубы соединяют с помощью раструбного или фальцевого соединения. Стык в раструбном соединении законопачивают до половины просмоленной или битуминизированной пеньковой прядью, затем заливается асфальтовая мастика. Стыки фальцевых труб заделывают цементно-песчаным раствором, мастикой или другими материалами. При сопряжении применяются также резиновые прокладки и кольца.

Керамические  трубы соединяют также раструбом. Внутренняя поверхность раструба и гладкий конец трубы имеют специальные бороздки, способствующие лучшему зацеплению материалов, заполняемых в раструб, со стенками трубы (см. рис.) Стык заполняется до половины пеньковой прядью, затем асфальтовой мастикой или асбестоцементом.

Асбестоцементные  трубы между собой соединяются с помощью муфт – коротких отрезков асбестоцементной трубы большего диаметра (см. рис.) Пространство между внутренней поверхностью муфты и наружной поверхностью трубы заполняется прядью и мастикой.

Пластмассовые трубы соединяются с помощью сварки или раструбным соединением на клею.

3.3 Основания под трубы

 

Основания под трубы принимают  в зависимости от несущей способности  грунтов, диаметра труб, гидрогеологических условий и фактических нагрузок. В нормальных достаточно плотных  грунтах с допускаемым давлением  на грунт не менее 0,15 МПа трубы  всех типов рекомендуется укладывать на естественное ненарушенное основание, причем ложе под трубу устраивают непосредственно перед ее укладкой таким образом, чтобы труба соприкасалась  с ненарушенным грунтом не менее  на 90^o (см. рис.)

В глинистых, крупнообломочных и скальных грунтах укладка труб должна производиться на песчаную подушку (см. рис.) При укладке трубопроводов в грунтах с возможной неравномерной осадкой (свеженасыпные, мягкопластичные глинистые и суглинистые, пылеватые и др.) устраивается искусственное основание – бетонный стул на плите (см. рис.)

В торфяных, илистых и  подобных грунтах основание делается по специальному проекту, например, на железобетонных сваях – ростверках.

 

 

 

3.4 Защита труб от разрушения

 

В условиях эксплуатации водоотводящая  сеть подвергается с внутренней стороны  агрессивному воздействию сточных  вод и выделяющихся из них газов, а с внешней стороны – воздействию  грунтовых вод. Наиболее подвержены такому воздействию бетонные и железобетонные трубы.

Для защиты железобетонных труб и колодцев возможно применение одного или сочетания следующих  способов:

• использование специальных цементов,
• увеличение плотности и водонепроницаемости стенок труб,
• покрытие бетонных поверхностей изоляцией.

Трубы изготовляют на пуццолановых и сульфатостойких цементах. Для связывания гидроксида кальция в цемент добавляют растворимое стекло (силикат натрия), что придает ему дополнительную кислотостойкость.

Придание трубам повышенной плотности достигается путем  центрифугирования бетона, гидропрессовании с вибрированием и вакуумирования.

Защитная изоляция внутренних и внешних поверхностей труб может  быть жесткой или битумной. К жесткой изоляции относят цементную штукатурку с железнением, торкрет-штукатурку, облицовку керамическими и пластмассовыми плитками.

Битумная изоляция подразделяется на обмазочную,  оклеечную и полимерную. Обмазочная изоляция состоит в нанесении слоя мастики на основе битума. Оклеечная – в наклейке рулонного материала (например, рубероида или гидроизола). Полимерная – в обмотке труб полимерной лентой.

4 ТИПЫ СООРУЖЕНИЙ

На водоотводящих сетях  устраивают следующие основные типы сооружений:

1. Смотровые колодцы (камеры, шахты) – одни из основных конструктивных элементов водоотводящих сетей, которые устраиваются в местах присоединения трубопроводов, изменения их диаметров, глубины заложения и уклонов, а также на прямолинейных участках сети через определенные СНиП расстояния.
2. Различают линейные, узловые, поворотные, контрольные и другие типы смотровых колодцев, через которые производится наблюдение за работой сети и осуществляется профилактические мероприятия и ремонт.
3. Перепадные колодцы – специальные сопряжения трубопроводов, лежащих на разных глубинах.
4. Дюкеры и самотечные переходы – устраиваются при пересечении рек, оврагов и инженерных сооружений.
5. Ливнеспуски и разделительные камеры – имеются на сетях общесплавной и полураздельной систем водоотведения для сброса части дождевого стока в водоем.
6. Регулирующие резервуары – служат для сглаживания пиковых дождевых расходов.
7. Сливные станции и пункты – предусматриваются для приема жидких отбросов от неканализованных районов доставкой их ассенизационным транспортом.
8. Насосные станции – для перекачки жидкости на более высокие геодезические отметки.
9. Выпуски – служат для сброса стоков в водоемы.

5 КОЛОДЦЫ

 

Смотровым колодцем или камерой называют шахту, расположенную над водоотводящим трубопроводом, внутри которой труба или коллектор заменены открытым лотком. Назначение этих колодцев состоит обеспечении возможности прочистки, контроля и вентиляции сети.

Места расположения смотровых  колодцев:

1. В местах изменения  диаметра или уклона трубопровода.
2. При изменении направления  трубопровода в плане (повороты).
3. В местах присоединения  боковых веток.
4. На прямолинейных участках  через 35–300 м в зависимости  от диаметра.

Колодцы и камеры выполняются  из сборного или монолитного железобетона, кирпича. В плане колодцы бывают круглыми, прямоугольными или полигональными.

Смотровые колодцы состоят  из следующих основных элементов: рабочей  камеры, горловины и переходной части  между ними, основания и люка с  крышкой над горловиной (см. рис.)

Лоток в колодце делается из бетона, в нижней части он полукруглый, в верхней – имеет вертикальные стенки. С двух сторон лотка создаются  полки с уклоном к центру. Рабочая  камера должна иметь следующие минимальные  размеры: высотаh_к – 1,8 м, диаметр D_к – 1,0 м. Минимальный диаметр горловины D_г – 0,7 м. Рабочие камеры и горловины оборудуются скобами или лестницами для спуска или подъема. Стенки рабочих камер и горловин могут выполняться из типовых железобетонных элементов – колец и плит.

Поворотные колодцы предусматриваются в случае изменения направления трассы трубопровода, причем для устранения большого гидравлического сопротивления необходимо, чтобы угол между присоединяемой и отводящей трубами был не менее 90^z, а радиус поворота – от 1 до 5 диаметров труб. Лоток такого колодца плавно искривлен.

 

 

 

 

Поворотный колодец                                  Узловой колодец

 

Узловые колодцы устраивают в местах соединения двух-трех трубопроводов. Они имеют узел лотков, соединяющих не более трех подводящих труб и одной отводящей. Узловые колодцы на крупных коллекторах называютсоединительными камерами.

Контрольные колодцы выполняются в местах присоединения дворовой или внутриквартальной сети к уличной и располагаются за пределами красной линии.

Промывные колодцы служат для периодической промывки начальных участков сети, которые имеют малые диаметры. В этом качестве могут использоваться обычные смотровые колодцы и специальные конструкции с запорными устройствами и подводом воды.

Сопряжение труб, уложенных  на разной глубине, осуществляется с  помощью перепадных колодцев, которые могут быть установлены на любой системе водоотведения. Необходимость их применения возникает в следующих случаях (см. рис.):

• при присоединении боковых веток к коллекторам или внутриквартальных сетей к уличным трубопроводам (вариант А на рис.),
• при пересечении трубопроводов с инженерными сооружениями и естественными препятствиями (вариант Б на рис.),
• при устройстве затопленных выпусков воды в водоемы (вариант В на рис.),
• при больших уклонах земли для исключения превышения максимально допустимой скорости движения (вариант Г на рис.).

На рисунке пунктиром  показаны другие технические решения, однако устройство перепадных колодцев позволяет значительно сократить объем земляных работ и стоимость строительства сети. Поэтому эти колодцы более предпочтительны с экономической точки зрения.

5.1 Типы перепадных колодцев

 

По конструкции водоотводящие  перепады можно разделить на следующие  основные типы (см. рис.):

1. Перепады с водосливом практического профиля и водобойным колодцем в нижнем бьефе (рис., а).
2. Трубчатые перепады, которые бывают различной конструкции, но с обязательной вертикальной трубой (рис., б).
3. Перепады с отбойно-водосливной стенкой (рис., в).
4. Шахтные многоступенчатые перепады различных конструкций. Гашение падающей энергии происходит на каждой ступени (рис., г).
5. Быстротоки – короткие каналы с большим уклоном (рис., д).

Согласно СНиП 2.04.03-85, перепады высотой до 3 м на трубопроводах  диаметром 600 мм и более принимают  в виде водосливов практического  профиля, а высотой до 6 м при  диаметрах до 500 мм – принимают  трубчатые перепады.

 

 

 

 

6 КАМЕРЫ

 

Разделительные камеры устраиваются при полной раздельной и полураздельной системах водоотведения. Места расположения и назначения их различны.

При полной раздельной системе  разделительные камеры устраиваются:

• на дождевой сети в отдельных местах отводного коллектора или перед очистными сооружениями для сброса части дождевых вод при интенсивных дождях в водоем;
• на сооружениях для самостоятельной очистки дождевых сточных вод при необходимости разной степени их очистки.

При полураздельной системе водоотведения разделительные камеры устраиваются:

• на дождевой сети перед присоединениями ее к общесплавным коллекторам для сброса части дождевых вод при интенсивных дождях в водоем;
• перед очистными сооружениями для временного сброса части бытовых, производственных и дождевых сточных вод (при больших расходах последних) в регулирующие резервуары для последующей подачи на очистные сооружения.

Разделительные  камеры, устраиваемые на дождевой сети полураздельной системы водоотведения, аналогичны по конструкции ливнеспускам, которые имеются в общесплавной системе. Поэтому их иногда объединяют под общим названием – ливнесбросные камеры. По принципу работы разделительные камеры можно подразделить на следующие основные типы (см. рис):

• с водосливами различной конфигурации (прямолинейными, боковыми одно- и двухсторонними, криволинейными боковыми, кольцевыми и т.д.),
• с различной дальностью отлета струи (типа донного слива, с вертикальной разделительной стенкой),
• с сифонами, механическими устройствами и др.,
• комбинированные.

 

 

 

 

 

7 ВЫПУСКИ СТОЧНЫХ  ВОД В ВОДОЕМЫ

 

Выпуски сточных вод –  это специальные сооружения, целью  которых является обеспечение сброса стоков в водоем. При выборе типа выпуска и места его расположения исходят из того, чтобы было обеспечено как можно более полное смешение стоков с водой. Поэтому выпуски  всех типов надлежит размещать в  местах с повышенной турбулентностью, т.е. на порогах, в протоках, сужениях и т.д.

Выпуски можно классифицировать:

• по типу водоема: речные, озерные и морские,
• по месту расположения: береговые, русловые и глубинные,
• по конструкции: затопленные, незатопленные, сосредоточенные, рассеивающие и эжекторные.

Береговые выпуски могут быть затопленные и незатопленные. Затопленные выпуски представляют собой береговые колодцы с выходом стоков под уровень воды в водоеме. Незатопленные береговые выпуски устраивают в виде открытых быстротоков, каналов, консольных сбросов и оголовков (см. рис).